数字化X线医学图像增强处理器研究.pdf

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1、仪器仪表／检测／监控现代制造工程(ModemManufacturingEnsineering)2011年第4期数字化X线医学图像增强处理器研究+林创鲁，程韬波，周松斌，黄可嘉(广东省科学院自动化工程研制中心，广州510070)摘要：针对x线医学图像存在的对比度低、暗部细节模糊、视觉效果不佳而难以提高临床诊断准确率等问题，采用基于人眼视觉理论的多尺度Retinex算法的x线医学图像增强方法，设计了基于高性能DM643芯片的x线医学图像增强处理器。实验结果表明，该处理器能有效压缩图像动态范围、提高对比度和暗部区域的可视度，初步满足临床诊断应用的要求。关键词：图像增

2、强处理器；x线医学图像；多尺度Retinex算法；数字信号处理中图分类号：TP273文献标志码：A文章编号：167l_3133(2011)04—0084—04ResearchondigitalX·raymedicalimagesenhancementprocessorLINChuang·h，CHENGTao—bo，ZHOUSong—bin，HUANGKe-jia(AutomationEngineeringR&MCenter，GuangdongAcademyofSciences，Guangzhou510070，China)Abstract：Manydigital

3、medicalimagessufferfromlackofcontrastandsharpness，andhardtodifferentiateoriginaldarkobjectfromlowilluminationarea．Inordertoimprovetheaccuracyofclinicaldiagnosis，Multi-ScalesRetinex(MSR)algorithmbased011humanperceptiontheoryisusedforimagesenhancement．DevelopmentofaDigitalSignalProces

4、sor(DSP)implementationX-raymedicalimagesenhancementisdesigned．Experimetalresultshowsthattheprocessorcarlmeetclinicaldiagnosisneedpreliminary．Keywords：imagesenhancement；X-raymedicalimages；Multi·ScalesRetinex(MSR)；DigitalSignalProcess(DSP)0引言x线摄像技术是目前医疗领域中的重要诊断手段之一。数字化x线医学影像技术较传统x光成像技

5、术具有动态范围大、图像分辨率高、所需x线剂量小、数字化处理灵活和效率高等优势，在临床诊断和医疗中得到愈来愈多的应用⋯。随着医疗改革的深入，数字化x线摄像设备的需求迅速增长。然而，在我国医疗系统中，特别是乡镇医院，仍存在相当数量的传统x光机。充分利用现有资源，对传统x光机进行数字化改造，将取得立竿见影的效果。改造方法是保留传统X光机中的x射线部分，去掉胶片成像部分，增加探测器、数字影像处理系统和探测器机械部分。数字影像处理器是数字化x线医学影像设备的重要组成部分，也是对传统X光机数字化改造的关键。因此，探索一种能够让普通乡镇医院就医患者接受，并且满足临床诊断要求

6、的医学图像处理器，显得十分必要和迫切。x线医学图像处理可以采用计算机软件或专用硬·广东省科技计划资助项目(2007A010300013)84件实现。计算机软件处理方式较为灵活，但实时性能往往受到PC机处理能力限制；采用专用硬件处理方式主要有专用集成电路、DigitalSignalProcessor(DSP)和FieldProgrammableGateArray(FPGA)三种，其中，专用集成电路开发周期长，适用于成熟的产品；FPGA具有丰富的资源、较高的性能和完全的可重复配置功能；DSP以成本低、编程简单、开发周期短和算法运算处理性能高为优势在图像处理、实时控

7、制等领域被广泛应用‘2

8、。笔者在对热门图像增强处理算法分析比较后，拟采用基于人眼视觉理论的多尺度Retinex算法对X线图像进行增强处理，研制了基于高性能视频图像处理DSP的数字化x线摄像图像增强处理器[2]，电荷耦合阵列(CCD)探测器的原始x线图像经视频获取后输入DSP处理器进行图像增强运算，处理结果通过视频编码器输入到医学显示器显示，并输入计算机进行存储或接入局域网络。林创鲁，等：数字化x线医学图像增强处理器研究2011年第4期1数字化X线摄影系统机理基于CCD探测器的数字化X线摄像系统的基本机构框图如图l所示，它主要由X射线发生器、检查床、影像增强器、

9、CCD探测器、图像处理器、显示器、计算